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1、第一节 与细菌遗传相关的物质细菌染色体染色体以外的遗传物质质粒噬菌体转座子第1页/共46页细菌染色体细菌染色体chromosome一条环状双螺旋DNA长链按一定构型反复回旋而成的松散网状结构携带大部分遗传信息，决定细菌基因型单拷贝，很少有重复序列连续，无内含子第2页/共46页质粒（plasmid）概念染色体以外的遗传物质，存在于细胞质中，具有自主复制的能力，为闭合环状的双链DNA分子，带有遗传信息，控制细菌的某些特定遗传性状第3页/共46页质粒(plasmid)特点自主复制不是生长繁殖必需的编码某些表型可丢失、转移或消除分类接合作用接合性、非接合性不相容性相容性、不相容性表型F质粒、R质粒、V
2、i质粒、Col质粒第4页/共46页噬菌体（bacteriophage or phage）是侵噬细菌或真菌的病毒，也是赋予宿主菌生物学性状的遗传物质核酸和蛋白质组成，活菌内寄生，严格宿主特异性蝌蚪形、球形、杆状第5页/共46页噬菌体结构头部核心：DNA或RNA衣壳：蛋白质尾部蛋白质与吸附宿主有关第6页/共46页噬菌体感染细菌的结果溶菌性周期毒性噬菌体溶原性周期前噬菌体溶原性细菌温和噬菌体第7页/共46页噬菌体的复制第8页/共46页溶菌周期吸附阶段生物合成阶段释放阶段第9页/共46页prophage:整合在细菌基因组中的噬菌体基因组溶原性细菌前噬菌体温和噬菌体可具有溶原、溶菌两个周期第10页/共4
3、6页溶原性细菌带有前噬菌体基因组的细菌溶原性转换有些前噬菌体可使溶原性细菌表型发生改变无毒的beta-棒状杆菌携带-棒状杆菌噬菌体时成为溶原性细菌，产生白喉毒素致病第11页/共46页第12页/共46页第13页/共46页转座子转座子transposon,Tn一类能在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传物质功能：插入突变类型插入序列复合转座子转座酶转座酶ABCDEFGGFEDCBA800-1400bp800-1400bp第14页/共46页第二节 细菌的变异现象形态结构变异：细菌L型、H-O变异抗原性变异菌落变异：S-R变异毒力变异耐药性变异第15页/共46页形态变异3-6%食盐鼠疫杆菌 多
4、形态性(衰残型)琼脂培基第16页/共46页 L型变异-药物、抗体或补体等正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型第17页/共46页毒力变异第18页/共46页卡介苗（BCG）卡-介（Calmette-Grin）二氏将有毒力的牛型结核分枝杆菌在含胆汁、甘油和马铃薯的培养基上经13年传230代，得到毒力减弱而抗原性稳定的菌株，用于结核病的预防。第19页/共46页第三节 细菌变异机制一、突变类型点突变一个碱基对多点突变两个以上碱基对的变化回复突变和抑制突变正向突变回复突变抑制突变第20页/共46页突变染色体突变类型染色体突变类型染色体突变类型染色体突变类型A A A AG G G G、X X X X代表不同的代表不同
5、的代表不同的代表不同的DNADNADNADNA片段片段片段片段 野生型野生型倒位倒位重复重复缺失缺失置换置换插入插入第21页/共46页二、基因转移和重组基因转移供体菌DNA转移给受体菌的过程基因重组进入受体菌的外源DNA能够复制，导致其基因型发生改变成为重组体或重组菌方式转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合第22页/共46页转化概念：受体菌直接摄取供体菌 DNA而获得新的遗传性 状的过程。第23页/共46页转化 transformation肺炎链球菌的转化试验肺炎链球菌的转化试验肺炎链球菌的转化试验肺炎链球菌的转化试验 第24页/共46页接合 conjugation概念：两个细菌接触，供
6、体菌通过性菌毛将DNA直接转入受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状的过程。第25页/共46页接合 conjugation通过性菌毛相互连接沟通，将质粒或染色体的DNA从供体菌转移给受体菌F质粒（fertilityplasmid）雄性菌（F+）雌性菌（F-）F F质粒接合转移模式图质粒接合转移模式图第26页/共46页高频重组菌株(high frequency recombination,Hfr)概念F质粒可整合到细菌染色体上，有可能引起宿主染色体发生高频率的转移，故称为Hfr第27页/共46页电镜下的接合F菌F 菌第28页/共46页F质粒的接合F-菌F+菌F-菌F+菌F-菌F+菌F+菌F+菌性菌毛
7、末端性菌毛末端-受体接合桥形成受体接合桥形成F F质粒形成切口，一条质粒形成切口，一条DNADNA链进入受体菌内链进入受体菌内F F质粒留在供体细胞的一质粒留在供体细胞的一条链进行复制并形成互条链进行复制并形成互补链补链第29页/共46页FFFF-vF质粒的接合第30页/共46页转导 transductionn n概概念念：以以噬噬菌菌体体为为媒媒介介，将将供供体体菌菌DNADNA片片段段转转移移到到受受体体菌菌内内，使使受受体体菌获得新的遗传性状。菌获得新的遗传性状。第31页/共46页普遍性转导(generalized transduction)噬菌体转导供体菌染色体上任何部位DNA片段，发
8、生于裂解期。完全转导供体菌DNA片段与受体菌染色体整合并随之传代。流产转导供体菌DNA片段不与受体菌染色体整合也不可自我复制（大多为此）第32页/共46页细菌裂解期细菌DNA（将供菌任意DNA装配）噬菌体DNA普遍性转导模式图整合未整合完全转导流产转导细菌被普遍性转导噬菌体感染第33页/共46页Generalized Transduction第34页/共46页局限性转导(restrictedtransduction)35 前噬菌体从宿主菌染色体上脱离时发生偏差，将前噬菌体两侧的宿主染色体基因转移到受体菌，使受体菌的遗传性状发生改变的过程噬菌体转导供体菌染色体上特定部位的DNA片段,发生于溶原期
9、噬菌体将自身一段DNA留在供菌染色体上，却将相邻供菌的部分DNA带给受菌并整合至受体菌染色体上第35页/共46页36 局限性转导模式图局限性转导模式图正常脱离断裂和 再接断裂和 再接偏差脱离galgalgalgalbiobiobiobio第36页/共46页转导转导 接合接合 转化转化第37页/共46页溶原性转换Lysogenic conversion溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获新遗传性状第38页/共46页原生质体融合Protoplast fusion细菌形成原生质体后，在聚乙二醇作用下可以使两个细菌细胞发生融合特点使原来不具有基因转移条件的细菌实现基因转移和重组可用于同种或异种之间第
10、39页/共46页40 概念：人工将两种不同的细菌经溶菌酶概念：人工将两种不同的细菌经溶菌酶 或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生 质体后进行相互融合的过程质体后进行相互融合的过程 融合剂：融合剂：PEGPEG（聚乙二醇）（聚乙二醇）应用：基因转输、实验工具应用：基因转输、实验工具5、原生质体融合（proptopast fusion）40 原生质体融合第40页/共46页第四节 细菌遗传学的应用在诊断、治疗和预防方面的应用检测致癌物质在流行病学方面的应用在基因工程方面的应用第41页/共46页第42页/共46页小结与细菌遗传相关的物质细菌的变异现象细菌变异的机理细菌遗传变异在医学上的应用第43页/共46页教学大纲掌握内容：细菌的遗传物质；基因转移与重组方式的种类及定义；噬菌体及其相关概念。熟悉内容：细菌的变异类型；噬菌体与宿主菌相互关系。了解内容：细菌的变异现象；细菌遗传变异研究的实际意义。第44页/共46页问题简述噬菌体的概念、分类、及主要应用。细菌基因转移和重组的方式有几种？各自的特点是甚麽？第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页